一种无源LED恒流驱动装置的制作方法

本实用新型涉及一种led驱动电路，特别涉及一种无源led照明恒流驱动装置。

背景技术：

led光源寿命长、光效高、能大范围调光，led照明技术作为一种绿色照明技术有望取代传统的气体放电灯和白炽灯，为社会节约大量能源。led是一种具有恒压特性的器件，采用市电供电时必须通过驱动电路，然而就现有技术的几种驱动电路而言，都存在一些缺点，使led光源在照明领域的推广受到了影响，尤其在大功率户外或工矿照明领域，led照明的市场占有率至今不到20％，多方面研究均表明，驱动电源的寿命可靠性瓶颈是制约其发展的最根本原因。

现有技术中最常用的led市电驱动电路主要有3种：第一种是阻容驱动电路，它利用电容器的容抗对市电交流电压降压限流，为所接的led灯串提供一个相对稳定的电流，这种电路的优点是成本低、体积小，缺点也很明显，启动时冲击电流大，恒流特性不好，功率因数低，不能大功率化。第二种是线性恒流驱动电路，它利用恒流二极管类器件限定led电流，优点是成本低、体积小，然而由于使用阻性元件作限流器件，效率低、发热大，不能发挥led光源的节能优势，也难以大功率化。第三类是高频开关电源电路，这类电路控制方法、拓扑结构种类多样，优点是效率高、恒流特性好，然而这类电路结构复杂，元件数多达30-60个，防雷能力差，可靠性和使用寿命不佳，实际使用寿命仅2—4年，用于户内照明无问题，但用于大功率户外或工矿照明，由于恶劣的工作环境，用户普遍反映寿命短、早期失效率高。

随着led技术的飞速发展，目前led照明的市场渗透率已近50％，大量传统白炽灯、节能灯被led光源取代，然而在大功率户外照明领域，led市场接受度普遍较低，传统的气体放电光源仍占主流地位，致使大功率户外照明领域节能进步缓慢，根本原因就是唯一适合大功率led驱动的开关电源电路普遍可靠性低、寿命短、后期返修率高，即使现有技术对之已经做出了大量的改进，由于其不可改变的电路复杂性，其耐用性、可靠性至今未有根本性进步。为此，开发一种真正具备可靠性高、寿命长的大功率led驱动电路，意义重大，本实用新型巧妙利用了多层陶瓷电容的偏压特性，用简单的无源电路方案实现了开关电源电路才能实现的恒流、宽输入电压、高功率因数、低谐波性能，同时还具备了现有技术所不具备的高可靠性、长寿命与低成本性能，弥补了现有技术的缺点，有望大幅提升大功率led照明技术的性能与成本指标、提升led在大功率户外照明领域的推广速度。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种新型led恒流驱动电路，能有效克服现有技术的短板，具备恒流效果好、可靠性高、寿命长、成本低、冲击电流小、功率因数高的突出优点。

本实用新型的无源led恒流驱动装置，包括包括一个多层陶瓷电容阵列c1与一个铁芯电感l1，所述多层陶瓷电容阵列c1与所述铁芯电感l1串联接于所驱动的led灯组与工频交流电源输入端之间；所述多层陶瓷电容阵列c1由铁电特性陶瓷电容串并联组成，或包括铁电特性的陶瓷电容与其他类型电容器串并联复合组成；所述多层陶瓷电容阵列c1包括的铁电特性陶瓷电容具备负温度系数特性，其工频频率下的容抗在50-100℃温度范围内随温度升高而下降；所述铁芯电感l1在额定最大电流时的端电压不低于额定电源电压有效值的20％，所述多层陶瓷电容阵列c1整体的绝缘耐受电压不低于最高允许电源电压峰值；所述多层陶瓷电容阵列c1焊装于一个平面电路板或封装于长方体壳体内部，所述焊装多层陶瓷电容阵列c1的平面电路板或封装多层陶瓷电容阵列c1的长方体壳体的一个表面与所述铁芯电感l1铁芯的外部表面或绕组窗口内部表面贴合。铁芯电感l1可以具有磁饱和特性，其在额定最大电流时的阻抗值是其初始阻抗值的40—100％，其铁芯可设有不等距气隙，铁芯电感l1也包括气体放电灯阻抗型电感镇流器等组成。

所驱动的led灯组与工频交流电源之间可以接有整流桥d1，整流桥d1的交流侧与多层陶瓷电容阵列c1串联后接工频交流电源输入端，整流桥d1的直流侧与所驱动的led灯组连接，铁芯电感l1串联于整流桥d1的直流侧或交流侧；整流桥d1的直流侧还可并联滤波电容器c2。

所驱动的led灯组与工频交流电源输入端之间可以接有工频变压器t，还可以串接有降压电容器c3。

本实用新型可以包括一个过电压保护器r1，过电压保护器r1与多层陶瓷电容阵列c1并联；以及一个温度开关s，温度开关s与过电压保护器r1外表接触，并与工频交流电源输入端串联。本实用新型还可以包括一个过电流保护器f，过电流保护器f与工频交流电源输入端串联。

本实用新型的有益效果在于：

1.成本低廉：本实用新型巧妙利用了多层陶瓷电容偏压特性的缺点，化害为利，通过简单的方案将这一缺点改变成能自动恒流的自动控制电路，用极其简单的无源电路实现了led的电流精确控制功能，避免了芯片、晶体管的等有源器件的使用，因此成本仅是现有技术开关电源恒流方案的几分之一。

2.可靠性高：整个电路完全由电感、电容与整流桥等无源器件构成，元件数不到十个，避免使用芯片、晶体管的等有源控制器件，能有效提升产品稳定性，高温、潮湿等恶劣环境适应能力也大幅提高，在户外日晒雨淋、雷电冲击的恶劣环境下，其与生俱来的坚固耐用特性能带来极高的可靠性与长寿耐用性，实验证明其早期失效率可达千分之0.5以下，不到现有技术开关电源的十分之一。

3.耐雷能力强：由于无源器件的雷电侵入波、大电流应力耐受能力远高于有源半导体器件，本实用新型的耐雷性能远高于现有技术开关电源，配合铁芯电感的特殊接法，本实用新型能达到现有技术几十倍的综合防雷性能，多雷地区使用的年累计故障率可低于千分之一。

4.具备自愈能力：本实用新型的本质是采用自动变化阻抗的电容、电感串联电路直接控制交流电流来恒定led电流，在最不利条件下，如果遇到陶瓷电容击穿、或电抗器内部短路、滤波电容干枯等问题，只要阻容元件参数选型合理，对于led灯组也仅仅是控制电流的阻抗元件参数变化、电流控制能力下降，然而仍旧能维持发光照明，仅仅是亮度或频闪指标下降，可见本实用新型还具备巧妙的故障自愈能力，当主要元件击穿损坏后，灯组仍能发光照明，然而现有技术开关电源只要几十个元件损坏一个，整个灯往往立即熄灭失效，可见本实用新型具有极低的故障率，在高速公路、机场码头、矿山铁路等维修困难的高塔照明场合采用本实用新型，将能极大地降低维护维修成本。

5.可利用报废元件资源：陶瓷电容常常因为偏压特性测试不达标而报废，而本实用新型就是利用陶瓷电容的这一劣势并化废为宝，本实用新型通过重新利用大量原本不合格无法出厂销售的废弃陶瓷电容，不但令自身的生产成本及其低廉，还利用了大量废弃元器件资源，尤其是使废弃陶瓷电容中的稀有金属资源不致浪费重复利用。

6.可循环利用报废光源电器：近几年随着大量荧光灯的led节能化改造，大量电感镇流器被废弃，而电感镇流器本身性能稳定、寿命极长，本实用新型的铁芯电感可直接利用气体放电灯的电感镇流器，这样，大量原本被废弃的电感镇流器可重复利用，不但节省了大量铁铜等有色金属资源、还能构成led节能改造、废旧光源电器再生利用的绿色循环生态，进一步发挥了本实用新型的环保效益。

7.超长寿命：本实用新型所采用的无源器件，自身老化速度极慢、性能衰退不明显，加上结构简单，可达到极长的寿命，即使采用电解电容滤波，由于本实用新型电解电容仅仅用于改善频闪，即使干枯失效电路也能照常运行，led也能继续发光照明，具有显而易见的数十万小时的超长寿命，是现有技术开关电源的5-10倍。

8.降低电网损耗：本实用新型的陶瓷电容元件在电流控制的同时能自发给电网提供感性无功功率，约占灯具有功功率的5-20％，能对电网实现一定的无功功率补偿，从而降低电网线损、稳定电网电压，产生间接节能效益。

9.无电磁干扰：现有技术的开关电源类驱动电源，电磁干扰较严重，即使采用了良好的emi滤波电路，仍有少量电磁干扰泄漏，对于军事、科研、医疗等特殊照明场合，电磁干扰容易产生较大影响，本实用新型是个简单的阻抗电路，工作于工频状态，其电流电压均是连续的工频正玄波或较平稳的直流，无需emi滤波电路也不会对敏感设备产生任何干扰。

10.生产工艺简单环保：本实用新型无有源控制电路，生产装配技术简单、测试简单，因无源器件的坚固性，电路无需灌胶、壳体无需考虑密封散热，普通铁壳即可，简化了生产工艺，也减少了现有技术必不可少的灌胶防潮所造成的化学溶剂排放污染。

11.耐受电源电压波动能力极强：陶瓷电容的绝缘性能能够短时间承受两倍的额定电压不致击穿，(当然本实用新型即使击穿灯具也能发光照明)，当本实用新型采用500v电压的陶瓷电容可短时承受290v的高压不致损坏，而现有技术开关电源电压超过265v就会导致损坏，我国路灯供电电压质量普遍不高，深夜电压超过270v经常发生，导致led路灯频繁损坏，而本实用新型借助陶瓷电容出色的耐压性能能承受近300v的电压不损坏。

12.无冲击电流，可闪烁运行：极其简单的阻抗限流原理，加上铁芯电抗器的限流作用，使得其启动冲击电流不到额定电流2倍，是现有技术开关电源的十几分之一，因此集中启动不易损坏控制接触器，不会造成电网电压凹陷，也可直接闪烁间歇运行，用于信号灯、障碍灯等场合代替白炽灯获得显著节能效果。

13.提供了极其廉价的可调光驱动电源：led适合调光，然而基于现有技术的开关电源具备调光功能的价格高昂、线路复杂，故障率更高，且调光范围大时常常出现闪烁，而本实用新型的阻抗恒流原理，使之具备天生的外部调光能力，只要外部通过串联阻抗、电容或改变输入电压，就能方便地改变亮度，也不可能导致闪烁。

14.进一步提升了led元件的寿命。本实用新型直接利用陶瓷电容阵列的容抗实现灯电流恒流控制，这样如果采用具备较大温度系数特性的陶瓷电容，设备温度或环境温度提高时，陶瓷电容容抗增大，相应灯电流自动减小，通过温度补偿，可进一步提升led灯组的寿命、降低光衰，现有技术具备温度补偿需要设置专门的温度传感器与执行电路，成本昂贵，而陶瓷电容温度系数越显著的价格越低，本实用新型利用温度系数较显著的陶瓷电容，可在经济不降低成本的条件下实现温度补偿、延长寿命。

15.可实现电感镇流器一致的外观结构，利于推广与安装。本实用新型可将铁芯电感设计成电感镇流器结构，也可直接利用电感镇流器，陶瓷电容阵列贴在铁芯电感的铁芯外表面或内表面，这样整体外观可与电感镇流器接近，利于安装，克服现有led电源外形结构不统一的弊病，此外电感镇流器的坚固厚重外形结构，可给用户进一步强化坚固耐用的直观印象，从而便于产品的推广。

附图说明

下面将结合附图对本实用新型进行进一步详细说明。

图1是本实用新型led恒流驱动电路第一个实施例的电路图；

图2是本实用新型led恒流驱动电路多层陶瓷电容伏安特性示意图；

图3是本实用新型led恒流驱动电路多层陶瓷电容偏压特性示意图；

图4是本实用新型led恒流驱动电路第二个实施例的电路图；

图5是本实用新型led恒流驱动电路第二个实施例的结构示意图；

图6是本实用新型led恒流驱动电路第三个实施例的电路图；

图7是本实用新型led恒流驱动电路第四个实施例的电路图。

图8是本实用新型led恒流驱动电路第五个实施例的电路图。

图9是本实用新型led恒流驱动电路第五个实施例的结构示意图。

具体实施方式

参看图1、这是本实用新型第一个实施例的电路图，这是本实用新型最基本的一个实施例，这个电路结构上看上去十分简单，就是一个多层陶瓷电容阵列与铁芯电感串联在交流电源与led灯组之间，然而事实上，这一简单的电路通过元器件的巧妙组合、选型，使其创造性地获得了一系列复杂有源控制电路都难以企及的有益效果。

这个电路的工作原理与现有技术led阻容驱动电路相似，都是通过电容器在交流回路中的容抗来阻碍交流电流，从而使加在led元件上的电流在电源电压变化时基本稳定，然而由于传统的阻容驱动技术采用普通薄膜电容器，其容抗固定不变，因此当交流电源电压变化时仅能控制流过led的电流变化幅值，并不能完全恒定电流，例如当电源电压偏高10％时，现有技术阻容电源的输出电流将偏大12—25％，这将影响led元件的寿命，由于阻容电源的各元件电压电流分配关系服从阻抗三角形关系，为了防止电流波动过大，仅能减小led灯组的端压，这就使得整个灯具的功率因数大为降低，致使现有技术的阻容电源功率因数很难超过0.5，不能适应现有的技术标准。因此现有技术的阻容驱动电路难以大功率化，因为大功率驱动电源对功率因数、恒流性能都有较高的要求。我们知道，多层陶瓷电容(mlcc电容)具有体积小、工作可靠的优点，然而其缺点也很明显，就是容量不稳定，由于陶瓷压电体的特殊物理性质，多层陶瓷电容的容量会因为温度、直流电压、频率的变化，产生较大变化，给很多电气设备的应用设计带来了麻烦，例如其容量随施加电压的提高而迅速降低，如图2所示，然而本实用新型反而利用了多层陶瓷电容的这个缺点，大量实验表明，多层陶瓷电容在工频频率下也具有明显的偏压效应，即容量随着工作电压提高迅速降低，测试的典型多层陶瓷电容的伏安特性表明(如图3所示)，其容抗随施加电压的提高迅速增大，以至于当施加电压超过一定幅值后，电压大幅上升后电流上升不明显，产生了自发的恒流效应。

直流偏压效应的要求是，其在标称直流工作电压时的容量不大于其额定容量的60％，这样能够有较明显的恒流效应，如果偏压效应较弱，则恒流效果较差；多层陶瓷电容阵列c1的额定容量与流过该电容最大电流的比例关系为20-110微法/安培，试验证明容量按这个比例关系设定，陶瓷电容的偏压效应才显著(工作区域接近图3的垂直区段)，太小可能因电压过高而击穿，太大则没有恒流作用；此外陶瓷电容阵列c1的绝缘耐受电压不低于最高允许电源电压峰值，以免击穿。

多层陶瓷电容阵列c1由铁电特性陶瓷电容串并联组成，或包括铁电特性的陶瓷电容与其他类型电容器串并联复合组成；这是因为陶瓷电容单个容量较小，一般需要多个串并联才能达到需要的容量与耐压，当陶瓷电容阵列的整体耐压或容量或线性度指标达到要求时，部分电容也可由其他种类电容代替，以降低成本。

多层陶瓷电容阵列c1包括的铁电特性陶瓷电容具备负温度系数特性，其工频频率下的容抗在50-100℃温度范围内随温度升高而下降；本实用新型直接利用陶瓷电容阵列的容抗实现灯电流恒流控制，这样如果采用具备较大温度系数特性的陶瓷电容，设备温度或环境温度提高时，陶瓷电容容抗增大，相应灯电流自动减小，通过温度补偿，可进一步提升led灯组的寿命、降低光衰，现有技术具备温度补偿需要设置专门的温度传感器与执行电路，成本昂贵，而陶瓷电容温度系数越显著的价格越低，本实用新型利用温度系数较显著的陶瓷电容，可在经济不降低成本的条件下实现温度补偿、延长寿命。

然而仅仅使用一个多层陶瓷电容来恒流远远不够，(现有技术也有采用此类电容限流的)，因为陶瓷电容自身的恒流性能不够好，不能达到led电源的恒流精度性能要求，其次电路的高次谐波以及功率因数问题也不能满足大功率照明的要求，最后是多层陶瓷电容有明显的可听噪音，人们一般不能忍受发出吱吱噪音的照明灯具，为此本实用新型在该陶瓷电容回路里又串联了工频电感l1，利用该电感的平滑电流作用，一方面抑制了高次谐波，一方面也校正了陶瓷电容产生的超前无功分量，从而提升了功率因数并使电源的谐波与功率因数指标达标；此外可借助铁芯电感的饱和作用，进一步提升恒流行能，当陶瓷电容处于恒流区间时，其容抗随电流增大而增大，如果此时电感l1的感抗随电流增大而减小，则能增大单位电流增量下整个回路阻抗的变化率，从而提升恒流精度。本实施例的铁芯电感采用不均匀铁芯气隙，这样一部分铁芯能较快饱和，协助恒流，一部分铁芯维持线性状态，起到平滑电流、提升功率因数作用，当然该电感也可全部线性，但也能提升恒流效果，因为它补偿的电压使陶瓷电容两端电压升高，从而令陶瓷电容工作于更为垂直的伏安特性曲线段内。实验表明电感器在额定最大电流时的阻抗值是其初始阻抗值的40—100％都能有较好的恒流效果；铁芯电感l1在额定最大电流时的端电压不低于额定电源电压有效值的20％，太小则滤波效果差，谐波指标不能达标。这一铁芯电感还使流过陶瓷电容阵列c1的电流波形趋于圆滑，这样极大地减小了陶瓷电容的可听噪音以及产生的低频振动，防止噪音产生负面影响。现有技术少量led阻容驱动电源也采用陶瓷电容，但由于未能发现陶瓷电容特殊的物理性质，不合理的匹配与电路结构使之几乎没有恒流效果，谐波、功率因数、噪音、成本等指标也不好，因此应用很少。

本实施例设计的驱动电源，当led灯组电压达到220v时，电源电压波动±20％范围内的电流波动不大于8％，此时功率因数可达0.9以上，同时具备了良好的恒流特性与较高的功率因数。考虑到现有陶瓷电容耐压不高、容量不够大，本实施例的陶瓷电容阵列也可采用多个陶瓷电容串并联构成并各自并联放电电阻，可起到均压与安全的双重作用，万一一个陶瓷电容击穿，也不会对整个驱动电源性能产生太大影响。

本实施例的有益效果在于：

1.成本低廉：巧妙利用了多层陶瓷电容偏压特性的缺点，化害为利，通过简单的方案将这一缺点改变成能自动恒流的自动控制电路，用极其简单的无源电路实现了led的电流精确控制功能，避免了芯片、晶体管的等有源器件的使用，因此成本仅是现有技术开关电源恒流方案的几分之一。

2.可靠性高：整个电路完全由电感、电容等无源器件构成，元件数极少，避免使用芯片、晶体管的等有源控制器件，能有效提升产品稳定性，高温、潮湿等恶劣环境适应能力也大幅提高，在户外日晒雨淋、雷电冲击的恶劣环境下，其与生俱来的坚固耐用特性能带来极高的可靠性与长寿耐用性，实验证明其早期失效率可达千分之0.5以下，不到现有技术开关电源的十分之一。

3.耐雷能力强：由于无源器件的雷电侵入波、大电流应力耐受能力远高于有源半导体器件，本实用新型的耐雷性能远高于现有技术开关电源类产品。

4.具备自愈能力：本实用新型的本质是采用自动变化阻抗的电容、电感串联电路直接控制交流电流来恒定led电流，在最不利条件下，如果遇到陶瓷电容击穿、或电抗器内部短路等问题，对于led灯组也仅仅是控制电流的阻抗元件参数变化、电流控制能力下降，然而仍旧能维持发光照明，仅仅是亮度或频闪指标下降，可见本实用新型还具备巧妙的故障自愈能力，当主要元件击穿损坏后，灯组仍能发光照明，然而现有技术开关电源只要几十个元件损坏一个，整个灯往往立即熄灭失效，可见其具有极低的故障率，在高速公路、机场码头、矿山铁路等维修困难的高塔照明场合采用本实用新型，将能极大地降低维护维修成本。

5.可利用报废元件资源：多层陶瓷电容是一种多种稀有金属材料经特殊工艺烧结、压制、印刷而成，生产工艺复杂，次品率高，很多次品就是因为偏压特性测试不达标而报废，而本实用新型就是利用陶瓷电容的这一劣势并化废为宝，本实用新型可以重新利用大量原本不合格的废弃陶瓷电容，不但令自身的生产成本极其低廉，还利用了大量废弃元器件资源，尤其是使废弃陶瓷电容中的稀有金属资源不致浪费重复利用。

6.超长寿命：本实用新型所采用的无源器件，自身老化速度极慢、性能衰退不明显，加上结构简单，具有显而易见的数十万小时的超长寿命，是现有技术开关电源的5-10倍。

7.降低电网损耗：本实用新型的陶瓷电容元件在电流控制的同时能自发给电网提供感性无功功率，约占灯具有功功率的5-20％，能对电网实现一定的无功功率补偿，从而降低电网线损、稳定电网电压，产生间接节能效益。

8.无电磁干扰：现有技术的开关电源类驱动电源，电磁干扰较严重，即使采用了良好的emi滤波电路，仍有少量电磁干扰泄漏，对于军事、科研、医疗等特殊照明场合，电磁干扰容易产生较大影响，本实用新型是个简单的阻抗电路，工作于工频状态，其电流电压均是连续的工频正玄波或较平稳的直流，无需emi滤波电路也不会对敏感设备产生任何干扰。

9.生产工艺简单环保：本实用新型无有源控制电路，生产装配技术简单、测试简单，因无源器件的坚固性，电路无需灌胶、壳体无需考虑密封散热，普通铁壳即可，简化了生产工艺，也减少了现有技术必须大量灌胶防潮造成的化学溶剂排放污染。

10.耐受电源电压波动能力强：陶瓷电容的绝缘性能能够短时间承受两倍的额定电压不致击穿，当本实用新型采用500v电压的陶瓷电容可短时承受290v的高压不致损坏，而现有技术开关电源电压超过265v就会导致损坏，我国路灯供电电压质量普遍不高，深夜电压超过270v经常发生，导致led路灯频繁损坏，而本实用新型借助陶瓷电容出色的耐压性能能承受近300v的电压不损坏。

11.无冲击电流，可闪烁运行：极其简单的阻抗限流原理，加上铁芯电抗器的限流作用，使得其启动冲击电流不到额定电流2倍，是现有技术开关电源的十几分之一，因此集中启动不易损坏接触器，不会造成电网电压凹陷，也可直接闪烁间歇运行，用于信号灯、障碍灯等场合代替白炽灯获得显著节能效果。

12.提供了极其廉价的可调光驱动电源：led适合调光，然而基于现有技术的开关电源具备调光功能的价格高昂、线路复杂，故障率更高，而本实用新型的阻抗恒流原理，使之具备天生的外部调光能力，只要外部通过串联阻抗、电容或改变输入电压，就能方便地改变亮度，并不会导致闪烁。

图4是本实用新型第二个实施例的电路图，也由多层陶瓷电容阵列c1与一个铁芯电感l1组成，多层陶瓷电容阵列c1与铁芯电感l1串联接于所驱动的led灯组与工频交流电源输入端之间，led灯组与工频交流电源之间接有整流桥d1，整流桥d1的交流侧与多层陶瓷电容阵列c1串联后接工频交流电源输入端，整流桥d1的直流侧与所驱动的led灯组连接，铁芯电感l1串联于整流桥d1的交流侧，由气体放电灯阻抗型电感镇流器组成；直流侧则并联滤波电容器c2。此外还有一个过电压保护器r1与多层陶瓷电容阵列c1并联；还有一个过电流保护器f与工频交流电源输入端串联。

该实施例的原理与实施例一相同，也是利用多层陶瓷电容偏压效应产生的容抗变化与铁芯电感配合，自动控制输出电流，起到为led提供恒定电流的作用，主要特点在于本实施例还装设了整流桥d1，通过整流桥d1将交流电流变换为直流电流，就能直接驱动一组单向的led灯组，而不需要想实施例一采用两组反向并联的led灯组，并且通过并联的滤波电容器c2平波，就能给led提供相当平稳的直流电流，并消除频闪。本实施例虽然也采用电解电容平波，但是由于本实用新型工作于工频，不像现有技术开关电源会产生大量高频纹波，因此本实用新型的滤波电解电容自身几乎不发热，因此寿命也极长，不会像开关电源中的电解电容成为寿命瓶颈。本实施例的铁芯电感由气体放电灯阻抗型电感镇流器组成，我们知道，气体放电灯的阻抗型电感镇流器就是一个铁芯电感，对于220v电网电压而言，其额定端电压在140-200v之间，额定电流在0.15-10a之间，该阻抗参数基本能有效地抑制电路产生的谐波，并能使陶瓷电容工作在接近额定电压的恒流曲线段内，因此采用一定电流规格的电感镇流器代替本实用新型电感完全可行，近几年随着大量荧光灯的led节能化改造，大量电感镇流器被废弃，而电感镇流器本身性能稳定、寿命极长，本实用新型的铁芯电感可直接利用气体放电灯的电感镇流器，这样，大量原本被废弃的电感镇流器可重复利用，不但节省了大量铁铜等有色金属资源、还能构成led节能改造、废旧光源电器再生利用的绿色循环生态，进一步发挥了本实用新型的环保效益。

本实施例的多层陶瓷电容阵列c1封装于长方体壳体内部，封装多层陶瓷电容阵列c1的长方体壳体的一个表面与绕组窗口内部表面贴合。实现电感镇流器一致的外观结构，这样整体外观可与电感镇流器接近，利于安装，克服现有led电源外形结构不统一的弊病，此外电感镇流器的坚固厚重外形结构，可给用户进一步强化坚固耐用的直观印象，便于产品的推广。

本实施例还设置了一个过电压保护器r1与多层陶瓷电容阵列c1并联，用以吸收过电压，保护陶瓷电容；过电流保护器f与工频交流电源输入端串联，用于整个驱动电路的总过流或短路保护，进一步提升电源的安全性。

显而易见，本实施例也同样具有实施例一所具备的成本低廉、可靠性高、寿命超长、耐雷能力强、具备自愈能力、可利用报废元件资源、降低电网损耗、无电磁干扰、生产工艺简单环保、耐受电源电压波动能力强、便于闪烁或调光运行等优点。

图5是本实用新型第三个实施例的电路图，也由一个多层陶瓷电容阵列c1与一个铁芯电感l1组成，多层陶瓷电容阵列c1接于所驱动的led灯组与工频交流电源输入端之间，led灯组与工频交流电源之间接有整流桥d1，整流桥d1的交流侧与多层陶瓷电容阵列c1、降压电容器c3串联后接工频交流电源输入端，整流桥d1的直流侧与所驱动的led灯组连接，铁芯电感l1串联于整流桥d1的直流侧。此外还有一个过电流保护器f与工频交流电源输入端串联。

该实施例的原理与实施例一、二相同，也是利用多层陶瓷电容偏压效应产生的容抗变化与铁芯电感配合，自动控制输出电流，起到为led提供恒定电流的作用，本实施例的铁芯电感设置在整流桥的直流侧，当然也可以由气体放电灯阻抗型电感镇流器组成，铁芯电感接在直流侧，同样能起到抑制谐波与冲击电流的作用，但是直流侧的电感器不能在交流侧形成无功负载，不能提供感性无功补偿陶瓷电容阵列c1的容性无功，因此不能使陶瓷电容的端电压增大，从而使陶瓷电容的恒流性能降低，但是优点在于陶瓷电容阵列c1的端电压就比较小，可以采用耐压值较低的陶瓷电容从而降低成本，另外加上串联的降压电容器c3，可进一步降低陶瓷电容阵列c1的端电压，即使输出端短路，陶瓷电容两端的电压也不会升高很多，这样可以利用耐压200-250v的低压陶瓷电容，并不需要过电压保护器来保护。这一实施例另外的优点在于，可以借助铁芯电感稳定直流侧电流，使流过led灯组的直流电流趋于平稳，从而避免再并联滤波电解电容所增加的成本。本实施例还设置了过电流保护器f与工频交流电源输入端串联，用于整个驱动电路的总过流或短路保护，进一步提升电源的安全性。

显而易见，本实施例也同样具有实施例一所具备的成本低廉、可靠性高、寿命超长、耐雷能力强、具备自愈能力、可利用报废元件资源、降低电网损耗、无电磁干扰、生产工艺简单环保、耐受电源电压波动能力强、便于闪烁或调光运行等优点。

图6是本实用新型第四个实施例的电路图，也由一个多层陶瓷电容阵列c1与一个铁芯电感l1组成，led灯组与工频交流电源输入端之间接有工频变压器t，工频变压器t的副边绕组接整流桥d1的交流侧，多层陶瓷电容阵列c1串联于工频变压器t的副边绕组与整流桥交流侧之间，整流桥d1的直流侧与所驱动的led灯组连接，铁芯电感l1串联于工频变压器t的原边绕组与交流电源输入端之间。此外还有一个过电流保护器f与工频交流电源输入端串联。

该实施例的原理与上述其他实施例相同，也是利用多层陶瓷电容偏压效应产生的容抗变化与铁芯电感配合，自动控制输出电流，起到为led提供恒定电流的作用，本实施例采用了一个工频变压器，借助变压器降低电压，并与交流高压电网隔离，可给led灯组提供更安全的低压供电，铁芯电感l1设置在变压器的原边或副边均可，陶瓷电容阵列c1同样也可设置在变压器t的原边或副边，但设置在副边，电压较低，而低压陶瓷电容的价格远低于高压的规格，可大幅降低陶瓷电容的成本。铁芯电感由于变压器的短路阻抗可提供一部分电感量，因此其体积与电感值与没有变压器相比可降低15-30％左右，当然铁芯电感也可利用气体放电灯电感镇流器，也可设置在整流桥的直流侧。本实施例同样也设置了过电流保护器f与工频交流电源输入端串联，用于整个驱动电路的总过流或短路保护，进一步提升电源的安全性。

需要说明的是，本实施例由于变压器短路阻抗提供的电感，如果对谐波指标要求不高，也可省去铁芯电感l1，但本质是相同的，仅仅是利用变压器自身的短路阻抗来实现铁芯电感l1的功能，如果既要提高谐波指标，又要缩小体积，还可将变压器t设计为漏磁变压器，利用漏磁变压器较大的漏电抗起到铁芯电感l1的滤波作用，可在省去铁芯电感l1的基础上达到谐波标准。另外整流桥也可根据变压器副边绕组特点做出改动，如采用倍压整流桥、双二极管全波整流电路代替普通整流桥，或采用共阴共阳肖特基二极管组成低损耗整流桥等等，这些常规的变通手段与本实用新型的技术方案本质完全等同。

显而易见，本实施例也同样具有实施例一所具备的成本低廉、可靠性高、寿命超长、耐雷能力强、具备自愈能力、可利用报废元件资源、降低电网损耗、无电磁干扰、生产工艺简单环保、耐受电源电压波动能力强、便于闪烁或调光运行等优点。

图7是本实用新型第五个实施例的电路图，也由多层陶瓷电容阵列c1与铁芯电感l1组成，多层陶瓷电容阵列c1与铁芯电感l1串联接于所驱动的led灯组与工频交流电源输入端之间，led灯组与工频交流电源之间接有整流桥d1，整流桥d1的交流侧与多层陶瓷电容阵列c1串联后接工频交流电源输入端，整流桥d1的直流侧与所驱动的led灯组连接，铁芯电感l1具有两组绕组，两个绕组的一端均与工频交流电源输入端相连，并均串联于整流桥d1的交流侧；直流侧则并联滤波电容器c2。此外还有一个过电压保护器r1与多层陶瓷电容阵列c1并联；以及一个温度开关s，温度开关s与过电压保护器r1外表接触，并与工频交流电源输入端串联；另外还有一个过电流保护器f与工频交流电源输入端串联。

该实施例的原理与实施例二相同，也是利用多层陶瓷电容偏压效应产生的容抗变化与铁芯电感配合，自动控制输出电流，起到为led提供恒定电流的作用，本实施例的铁芯电感由两组绕组构成，均接在交流电源输入端处，这样做的目的是能够更好地起到防雷作用，我们知道雷电侵入波的波头频率很高，而铁芯电感巨大的电感量能对雷电侵入波起到很大的削弱作用，这样将铁芯电感的绕组一分为二，分别串联与交流电源入口端，就能有效吸收相对地、零线对地的过电压侵入波，如果配合防雷器件，能起到极为优秀的防雷效果。虽然本实用新型本身的简单坚固结构本身具备先天的防雷能力，但是在山区、雷区等特殊地区使用，则本实施例能起到更为突出的防雷效果，经测试，本实施例可连续承受相——地、零——地间50kv、1ms的浪涌冲击电压几十次不受损坏，综合防雷效果高于现有技术开关电源产品的几十倍，实际应用中在多雷地区的年雷击损坏率仅为千分之一，损坏概率仅是现有技术开关电源的百分之一左右。本实施例同样也设置了一个过电压保护器r1与多层陶瓷电容阵列c1并联，以及一个与过电压保护器接触的温度开关s，用于短路保护，起到短路保护作用，过电流保护器f与工频交流电源输入端串联，用于整个驱动电路的总过流或短路保护，进一步提升电源的安全性。

本实施例的多层陶瓷电容阵列c1焊装于一块平面电路板上，该电路板与铁芯电感外部表面贴合，同时也可将整流桥、过电压保护器、滤波电容器等焊装在同一块电路板上，实现与电感镇流器接近的外观结构，这样整体外观也可与电感镇流器接近，利于安装，克服现有led电源外形结构不统一的弊病，此外电感镇流器的坚固厚重外形结构，可给用户进一步强化坚固耐用的直观印象，便于产品的推广。

显而易见，本实施例也同样具有实施例一所具备的成本低廉、可靠性高、寿命超长、耐雷能力极为突出、具备自愈能力、可利用报废元件资源、降低电网损耗、无电磁干扰、生产工艺简单环保、耐受电源电压波动能力强、便于闪烁或调光运行等优点。

应该注意到，上述的实施例均是为了说明本实用新型而不是限制本实用新型，例如本实用新型所述的多层陶瓷电容阵列也可以由其他新型电容器构成、多层陶瓷电容阵列可并联放电电阻、陶瓷电容与铁芯电感可以由多个不同或相同规格的串并联组成、铁芯电感可采用其他用途的产品或非晶合金等其他铁芯材料、铁芯电感可以用电感镇流器与特殊电感线圈组合构成、过电压保护器可采用tvs二极管或压敏电阻、整流桥可由独立二极管元件组成等等，本实用新型不同实施例中的许多技术特征可互换或省略，许多元件的参数设置可根据需要改变；许多常规的电路元件也可根据需要添加至本实用新型中，例如电容器两端增添放电电阻、交流电源输入端增添防雷过电压保护器件、多层陶瓷电容阵列c1设置成多组切换用于调光等等，本实用新型元件前的“一”或“一个”不排除出现多个这种元件，本领域技术人员完全可以在理解本实用新型技术特征与原理的基础上结合现有技术做出大量关于本实用新型的变更设计，这些均应当属于本实用新型的保护范围。